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72家特种机器人盘点丨那些从事特种工作的变形金刚们

智慧安防服务机器人
亿欧
张伟超
2019-07-24 · 11:22
[ 亿欧导读 ] 按照特种机器人的五大使用场景:安防巡逻、电力巡检、消防灭火、管道检测,水下作业,亿欧智慧城市搜集和整理了72家有代表性的特种机器人企业,希望能从中了解目前特种机器人的发展现状以及未来前景。
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目前,安防巡逻、电力检测、消防灭火、管道检测等很多特殊高危行业面临着人力难以完成,危险性大、成本高的痛点。随着技术的不断发展,各行各业的机器人应运而生。然而5G与人工智能等技术的快速崛起将特种机器人推向了一个新的高度,拥有视觉识别、语音识别和决策能力的高级智能机器人将广泛应用于安防、电力巡检、救援灭火、检测等多个领域,强大的功能将为各个行业带来了人员的安全保障、效率提升和新的经济增长,同时也激发了市场无限的创新机遇。

为此,按照特种机器人的五大使用场景:安防巡逻、电力巡检、消防灭火、管道检测,水下作业,亿欧智慧城市搜集和整理了72家有代表性的特种机器人企业,希望能从中了解目前特种机器人的发展现状以及未来前景。

安防巡逻巡检机器人强势领跑

从2015年高新兴机器人发布国内第一款巡逻巡检机器人并引发行业热议起算,安防巡逻巡检机器人的发展已经进入到了第四年,产品层面的热度仍在继续,并在2018年集中爆发。去年优必选收获了腾讯领头的8.2亿美元C轮融资,估值51.24亿美元,再次刷新AI领域的单轮融资记录。同时优必选发布了智能巡逻巡检机器人宣布正式进入安防机器人行业。巡逻巡检机器人的发展盛况也让业界将其定为安防巡逻巡检机器人发展的元年。

从表格中可以看出,除了个别早期成立,后期拓展业务线的公司,大部分安防巡逻机器人公司成立时间都不到两三年,融资轮次大多在A轮左右。这是一个新兴又充满活力的赛道。而从分布地区来看,有10家公司来自广东深圳,这很好理解,深圳被誉为国内“安防之都”,在摄像头及安防集成等领域形成了较强的集群效应,这有利于推动巡逻巡检机器人行业的发展。而华南地区对于新技术的开放,也会促进安防巡逻机器人在各个场景的落地。

随着现在平安城市及雪亮工程的不断推进,安防巡逻机器人将会解决两大问题:一是人力成本危机;二是解决传统安防还存在的诸多局限性。

传统安防采用的是定点监控方式,监视范围有限,机动性差,存在盲区。若要全方位覆盖,需要结合大量传感器,这将导致成本大幅增加。同时,不同楼宇的结构千变万化,厂商需要有针对性地进行设计布局,后期要不断调试维护。定点布防的成本优势并不明显,前期设计和后期维护需要投入大量成本。另外,定点布防只能起到监视的作用,功能过于单一。对于商场等公共场所而言,传统保安除了负责安防工作外,还扮演着“咨询中心”的角色,为访客提供指引和查询服务,这点是定点布防所无法完成的。

可以看出,在安防行业快速发展的同时,安防领域依然存在诸多不容忽视的问题及困难,随着5G及人工智能产业的发展,安防领域的巡逻巡检机器人以及服务机器人极有可能成为下一个机器人产业爆发点。

电力检测机器人一超多强

相比于安防巡逻机器人的百舸争流,电力检测机器人的格局可以用一超多强来形容。

由于我国人口众多,电力行业自然而然的成为了我国早期及重点发展的行业。而作为和电力的衍生行业——电力检测机器人在我国也有较早的起步和发展。从表格上来看电力巡检机器人企业大多都有10年以上的经验。而从地域上来看,市场占有率最高的鲁能位于我国人口及电力大省山东。

据亿欧智慧城市了解,山东鲁能占我国电力巡检机器人市场份额50%以上,是绝对的“一哥”,而其后的国自、亿嘉和、朗驰欣创、普华灵动、新松占领了绝大多数的剩余市场份额。这样的格局对新进入赛道的企业显得很不友好。

好在,我国电力巡检市场足够巨大,根据亿嘉和去年的公告显示,目前全国变电站数量超2万座,预计2020年达3万座。根据国网和南方电网规划,变电站智能化改造率将达100%,若按每年10%的进度,未来五年室外机器人年需求量在2000-3000台。

公告还指出,全国297个地级市大概有配电站30万座,根据《配电网建设改造行动计划(2015-2020年)》,2020年国内配电自动化覆盖率将达到90%,预计未来五年国内室内机器人年需求量超过10000台。

国家电网自2013年开始对变电站巡检机器人首次招标,巡检机器人市场开始进入全面推广阶段。2013-2015年间,国家电网对变电站智能巡检机器人集采数量分别为100、280、430台,到2016年已投入运行约1000台,市场规模快速增长。2018-2020年国内巡检机器人市场总需求约为477亿元,年均需求约159亿,分别对应变电站巡检机器人9000台,市场空间72亿,配电站巡检机器人8.1万台,市场空间405亿元。

以国内试点先锋江苏省为例,配电站室内巡检机器人渗透率仅约10%,室外巡检机器人渗透率仅仅3%左右。而江苏省“十三五”电力专项规划中,到2020年,智能巡检机器人总数要超过5000台,未来行业发展空间广阔,如今这种一超多强的格局不知可否继续维持。

尚在发育的消防救援机器人

消防机器人发展经历了三个阶段:第一代由程序控制的消防机器人,第二代具有感觉功能的消防机器人,初级第三代智能消防机器人。由于起步较晚,我国主流消防机器人仍处于第一代。技术的巨大限制让其在应用上不容乐观。

消防机器人一般在高温高湿,环境极为复杂的地方使用,而高温高湿对机器人的集成电路板,传输线等众多内部设施影响巨大。此外复杂的环境对机器人的车轮或履带及底盘要求极高。需要不断更新的技术来解决这一难题。再者,目前消防机器人还不够智能,其数据回传速度不够,难以完全取代人类。

然后是维护保养复杂。由于消防机器人属于高新技术的结合体,对操控、维护保养人员有一定的要求,专业方面要求有一定的知识,要定期举行专业人员培训,尤其是电子元件,或可能受到潮湿、浓烟和灰尘等影响,需要一定的维护保养知识基础。

即使攻克上述三大难题,高昂的造价也会让许多消防队望而却步。消防机器人属于各项先进高新技术的集合体,研制时间较长,研制经费较高,且生产数量并不多,造成价格普遍昂贵,不能大量配备消防部队。同时,各地区经济发展不平衡,政府财政拨出能力有限,也是其不能大量配备消防部队的重要原因之一。

从表格上看,大多消防机器人企业都是成立不太久的新兴企业,多在16-18年。从地域来看,表格中企业分布较为广泛,没有形成集群效应,这对技术的交流,和供应链的完善都有一定程度的制约。从融资情况来看只有少数企业获得了A轮前的融资,众所周知,技术的发展和资金的投入是分不开的。未来我国消防机器人要想获得真正的大规模的应用,就要先从技术上首先攻克难关:一方面要加快机器人本身核心技术和关键部件的掌握,另一方面也要促进传感、识别、自动导航规划、机器视觉等辅助技术的突破。

新老并进的管道检测机器人

比起安防巡逻机器人的强势兴起、电力巡检机器人的头部聚集、消防机器人的技术壁垒,管道检测机器人显得就比较像儒家所说的中庸,从表格上看,它既拥有多年沉淀的运输管道检测机器人,又有稍显年轻的城市地下排水管道检测机器人。是一个充满生机机会无限的赛道。

目前管道检测机器人分为被动运动方式和主动运动方式两大类。主动运动方式主要包括轮式、履带式和无轮式,被动运动方式的典型代表为管道猪(PIg)。所谓主动运动方式,是指管道机器人凭借自身携带的驱动源,具备了自主行走能力,运动速度和方向都可控。并且可以装配仪器和工具,进行检测、维修作业,是目前管道机器人研究的主要方向。但其结构复杂,成本较高,且能源供给有限,不适合长距离作业。所谓被动运动方式,是指管道机器人依靠管内流体的压力差产生驱动力,随着管内流体的流动方向移动,并可携带多种传感器。但其自身没有行走能力,移动速度、范围不易精确控制。

管道检测机器人目前也面临着技术的制约,除了要克服垂直管道、复杂结构管道、变径管道等多种外在不利因素,自身的技术也需要以下四点的突破。

运动方式的设计。在传统运动方式中,螺旋驱动型和压壁型都显示出较好的管道适应性,但也都有其局限性,如负载能力低、越障性差等。因此,未来仍需要我们研究新式的行走机构来满足不同的实际要求。

能量供给。管道机器人以电能驱动为主,普遍采用携带蓄电池或是拖缆供电的方式,要么供电时间短,要么负载过重,都不适宜长距离复杂构造管道内的行进。因此方便持久的供电方式,如携带大容量轻型蓄电池或是能够利用太阳能、流体自发电的系统会是未来研究重点。

通信方式。常规的线缆通信不适用于长距离或是复杂管道内。而能够做到有效克服金属管道屏蔽影响的无线通信将会是未来管道机器人通讯的发展趋势。

图像处理技术。现在大多数管道机器人都需要携带摄像头来采集管道内的视频信息以便进行探伤、清淤等作业,因此基于机器人的图像采集、处理技术将会是一个极具吸引力的研究领域。

目前国内外管道机器人的研究还处在发展改进阶段。从表格上看,管道检测机器人行业中既有05年成立较早,实力较雄厚的中海石油、深圳海油,也有中期10年成立上市新三板的武汉中仪,还有去年刚刚成立的瀚德智能、赛志智能。

这样新老并进的格局对行业来说是非常好的局面,既没有头部行业占领巨大的市场份额,也不会像新兴行业一样需要各家去自行探索行业发展方向,在这样一个良性的环境下,我国管道机器人将会向更好的方向发展。

资本青睐的水下机器人

进入21世纪后,人类更强烈的感受到陆地资源日趋紧张的压力,这是人类面临的最现实的问题。海洋即将成为人类可持续发展的重要基地,是人类未来的希望。水下机器人从20世纪后半叶诞生起,就伴随着人类认识海洋、开发海洋和保护海洋的进程不断发展。专为在普通潜水技术较难到达的区域和深度执行各种任务而生的水下机器人,将使海洋开发进入一个全新的时代,在人类争相向海洋进军的21世纪,水下机器人技术作为人类探索海洋最重要的手段必将得到空前的重视和发展。

从表格中我们可以发现,虽然水下机器人公司成立的时间都不算太长,但大多都有收到资方的投资,足可以说明水下机器人行业是受市场看好的。但从另一个方向去看,各家企业收获的轮次都比较前,多为A轮及A轮以前,可能是由于水下作业机器人所需要的技术更为复杂,仍需较多的时间去突破。

展望:特种机器人仍需发展成长

目前,随着机器人技术的不断成熟,中国机器人市场以进入高速增长期,自2013年开始,中国工业机器人连续五年成为全球第一大的应用市场。根据机器人的应用环境及我国机器人的自身市场现状,国家机器人标准化总体组编制的《中国机器人标准化白皮书(2017)》将机器人分成工业机器人、服务机器人、特种机器人三类。

目前,虽然工业机器人仍然占据着机器人市场的主要发展地位,我国市场占比超过65%,但特种机器人发展势头强劲。

工信部数据显示,在2017年中国机器人市场结构中,特种机器人在中国市场的占比为13%。下游应用场景的不断增加,对特种机器人有着突出的需求。2017年中国特种机器人销售额达到7.8亿美元,同比增长17.5%;2018年中国特种机器人销售额达到9.1亿美元,同比增长17.6%,增幅再提高。随着新兴市场的不断催生,特种机器人在我国市场占比也将不断增加。

以电力巡检机器人为例,国家电网公司在2010年出台的《国家电网公司“十二五”智能化规划》中提出,“十二五”期间将改进变电站运行管理方式,从传统有人值班逐步向集中监控、无人值班方式转变。2016年,南方电网公司对“十三五”改革发展重点工作进行了安排部署,其中便包含全面推行“机巡+人巡”巡维模式,指出要推广智能作业、无人机、机器人等先进技术,加快推进设备在线监测、带电检测,开展机器代替人、大数据等技术的研究应用。根据电网公司发展规划,未来我国110kV及以上的变电站将逐步实现智能化和无人值守,加之新建变电站以及其它应用场景的需求,未来智能巡检机器人的整体市场规模可期。

随着技术应用的不断成熟,特种机器人将在人类生活中承担更加重要的角色。特种机器人需要具备特殊功能以适应不同的场景,相信在不久的将来特种机器人将会有更广泛的落地。


此次盘点是根据公开资料查询所得,如有遗漏或者补充,欢迎联系我们,一同交流。(联系人张伟超,微信ID:Wxccare)


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